11.07 李瑞峰:新工科背景下的哈工大機器人專業實踐與經驗

李瑞峰:新工科背景下的哈工大機器人專業實踐與經驗

李瑞峰

哈爾濱工業大學機器人研究所常務副所長,教授、博士生導師,福建(泉州)哈爾濱工業大學工程技術研究院院長,黑龍江省政協委員,黑龍江省機器人學會理事長,中國人工智能學會智能機器人專業委員會秘書長,工信部工業機器人技能人才培養專家組組長

可持續競爭力人才的培養

可持續競爭力人才的培養,是新工科專業發展起來的一個主要目標。現如今,互聯網技術已對現代服務業,以及括一些新的行業模式提出了新的挑戰;人工智能催生了很多新興產業。中國製造從大國到強國的轉化過程中,大學各個學科如何適應變化,引發了新的工科發展和傳統工科的升級換代。所以,大學已不再是簡單的設立學科,而是從培養具有可持續競爭力的人才角度進行發展。

社會大環境的變化要求教育也要應變。青年學生對個人職業發展需求提出了很多變化,學習的方式上、學習的模式也有了很多新的途徑,這些都對教育提出了很高的新的要求。所以,培養可持續競爭力的人才,實際核心之一就是綜合能力。未來技術發展,對工科人才提出更多的創業能力和跨界整合能力,適應需求的新工科對人才的綜合能力和創新能力同樣也會提出了更高要求,這是一種未來能夠進行可持續發展的人才要求。

從新工科人才培養的特點,可以總結出幾個概念:

新理念:面向戰略新興產業與引領性行業需求培養人才,多專業學科交叉與融合性創新,符合新工科特徵與規律。

新知識:戰略新興產業的相關工科專業新技術、新知識,學科交叉信息技術與各專業的融合新工科課程體系。

新特徵:信息化、網絡化、智能化、交叉化等,在模式上通過課程學習、項目學習的結合,創新實踐教育的結合,包括一些卓越工程師培養計劃。

新人才:培養新興產業人才、交叉符合人才,具有國際競爭力的人才。

具體從新工科專業教育模式來說,一個是要多學科的交叉融合,通過輔修微專業的模式,提升整個多學科交叉領域。面向行業應用實踐的校企協同育人模式,跨區域跨校的在線開放課程“1+M+N”教育模式,以及“X+Y”國際化的教育模式。

哈工大機器人工程專業建設實踐與經驗

2014年,哈爾濱工業大學開設了機械電子方面的機器人方向本科生實驗班。2018年,第1屆機械電子工程專業機器人方向35名本科畢業。

從哈爾濱工業大學的自身特點來看,一方面的優勢在於師資力量雄厚,機器人專業現有27位教師,其中包括1位院士和11位教授。另一方面,在於對課程體系的考慮:一是國家和企業的需求,人才培養目標對接工業化與信息化深度融合的總體目標;二是面向國際前沿,瞭解國際前沿高校機器人專業課程體系,專業設置上進行借鑑學習;三是工程認證,對12條工程認證要求進行設計;四是打通本科與研究生課程的貫通,將本科生機器人專業和研究生課程體系進行綜合的考慮和貫通,並面向個性化的培養和定製,在產學研用一體化方面進行佈局;五是結合自身特色,面向航空、工業等為主,以機電為基礎,設立專業。

在設置課程體系設置上,哈爾濱工業大學從專業素質目標能力,考慮機器人在機電耦合系統的設計、建模、認知、實現與創新;機器人基礎知識上,包括機器人數學基礎、仿真與控制等;機器人硬件方面,包括工業機器人設計與應用、嵌入式系統等;機器人感知認識技術方面,包括傳感器、智能控制等;機器人系統創成與實現方面,也是更多結合未來機器人的新方向設置課程。利用學校人工智能專業群建設,開設包括人工智能在內的15門智能機器人方面的選修課程,開設創新性選修課。另外,還開設了智能機器人國際暑期學校,以增強學生的社會實踐和國際交往能力。

此外,哈爾濱工業大學高度注重實踐能力的培養。國家重點實驗室共有20多個研究方向,每個研究方向都能夠和課程體系進行全面的融合;國家機器人的創新中心、國家高端裝備製造國家級虛擬仿真實驗教學中心等,都為實踐提供了便利;成立機器人競技隊,參加機器人競技比賽,提高學生的科技創新能力。

機器人技術研究對專業建設的支撐

目前,全國已有百餘所高校設立了機器人專業,如何去建設好專業,除了講好課和建好課程體系以外,相關研究實際上對專業建設是有很大的支撐作用。例如,哈爾濱工業大學1986年成立了國內最早的機器人研究機構,2007年被批准為國家的重點實驗室,又聯合國內機構成立了國家機器人創新中心,而且還有著強大的學科群支撐,這些都對專業建設起到了很好的作用。

哈爾濱工業大學機器人的發展從最早的弧焊機器人到航天方面的機器人,現有載人航天機械臂、檀樾機構月球車移動及轉移月面採樣機構,有微納機器人、服務機器人、特種機器人、醫療機器人、工業機器人,這些方面所積累的師資隊伍對學生的培養起到了非常重要的作用。

在產學研的合作當中,哈爾濱工業大學與國內的很多企業開展合作,自身在專業建設上把教學、科研、產業高度融合起來,為學生提供了課程學習、訓練實踐等方面的完備體系。

(本文根據李瑞峰教授在“新工科背景下人工智能、機器人、智能製造領域學科發展與人才培養論壇”上的講話錄音編輯整理,未經本人審閱、確認)


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